Skip to main content

Научници желе да искористе снагу акцелератора за санацију животне средине

Два научника за акцелерације у ДОЕ-овом Тхомас Јефферсон Натионал Аццелератор Фацилити добили су средства из ДОЕ-овог програма за убрзање рада којим управља Канцеларија за физику високих енергија у Уреду за науку како би истражили да ли акцелатори могу понудити користи у санацији животне средине. Кредит: ДОЕ-ова Јефферсон-ова лабораторија Реч „акцелератор честица“ може довести у обзир масовне подземне експерименте у лабораторијама које истражују мистерије свемира, али акцелератори се такође користе иза кулиса у модерном животу, на пример, у истраживању нафте, дијагностицирању и лечењу рак и осигуравање хране безбедном. Сада су два научника за убрзавање из Националног фонда за убрзање рада Тхомас Јефферсон из Министарства за енергетику добили средства од ДОЕ-овог програма за убрзање рада којим управља Канцеларија за физику високих енергија у Уреду за науку како би истражили да ли акцелератори могу понудити користи у санацији животне средине.

Фаи Ханнон и Гианлуиги "Гиги" Циовати су међу 13 научника широм земље којима је додељена подршка из програма Истраживачке могућности за управљање акцелераторима, кроз који ДОЕ подржава напоре за пренос технологије акцелератора из националних лабораторија и универзитета, у индустријске и животне средине. ДОЕ ће финансирати пројекте ових управника истраживања убрзавања током три године.

Нови начин за чишћење воде

Зрачење воде електронским снопом акцелератора је доказано сигуран начин уклањања нечистоћа. Међутим, акцелератори струје нису исплатива или ефикасна метода за прочишћавање индустријских отпадних вода великих размера.

Примјењујући најновија достигнућа у технологији акцелератора, Фаи Ханнон, научница за особље које проучава физику акцелератора у Јефферсон Лаб, научном корисничком објекту који проучава основну нуклеарну физику, искористиће своју награду ДОЕ-а за дизајнирање нискоенергетског, компактног и релативно јефтиног акцелератора за чишћење отпадних вода.

"Када сам примио телефонски позив који каже да сам примио награду, био сам веома узбуђен", рекао је Ханнон. "Много радимо у лабораторији Јефферсон на фундаменталној физици, и за ширу јавност, то је прилично апстрактно. Али, добро је освојити награду за нешто што би могло потенцијално утицати на људе."

За свој пројекат, под називом „Висока ефикасност, нормално спровођење ЛИНАЦ-а за санацију воде у окружењу“, Ханнон ће развити концепт за линеарни акцелератор, такође познат као ЛИНАЦ, који ће бити изводљив. Основно подешавање је да ће вода тећи кроз електронски сноп акцелератора, који ће разбити контаминанте тако да се могу лако уклонити, чистијући воду за потрошњу или испуштање у водене путеве. Са мање од два метра, Ханнонов дизајн је мањи од већине акцелератора у Јефферсон лабораторији.

"То ће бити краће од вашег просечног кошаркаша", рекла је она. Поред тога што је компактан и лаган за транспорт, Ханнонов концепт дизајна акцелератора биће нискоенергетски и изузетно ефикасан.

За овај пројекат, Ханнон је партнер са Хамптон Роадс Санитатион Дистрицт, који ће деловати као консултант. Акцелератори могу да замене постојеће методе пречишћавања отпадних вода, које могу бити хемијски и енергетски интензивне. Ако Ханнон успешно покаже одрживост свог концепта дизајна акцелератора, то би се могло даље применити на индустрију управљања отпадним водама.

Поред тога, Ханнон је партнер са компанијом за пастеризацију хране под називом СцанТецх Сциенцес, Инц., јер би се њен акцелератор могао потенцијално користити за стерилизацију течних потрошних материјала на исти начин на који чисти воду. Поред воде и хране, акцелератор такође може да третира катрански песак, течности за хидраулично ломљење и друге течне индустријске нуспродукте. У будућности се нада да ће тражити средства за изградњу и тестирање прототипа свог концепта.

"Ја сам из генерације где заштита животне средине заиста тежи вашем уму, и мислим да је ова тема отпадних вода заиста постала истакнутија у последњих неколико година", рекао је Ханнон.

Цоол Цавитиес

Гиги Циовати, научник за акцелерације са заједничким именовањем између Јефферсон Лаб и Универзитета Олд Доминион, такође користи своју подршку ДОЕ-а да дизајнира јефтин, ефикасан акцелератор за апликације за санацију животне средине, укључујући чишћење отпадних вода и димних гасова из струје биљке.

"Ова награда је важно признање раду у коме смо укључени и за који смо заинтересовани да развијамо. Осјећам се добро када ДОЕ подржава наш труд", рекао је Циовати. "Осјећам се сретним што руководство, од директора лабораторија до директора одјељења до директора нашег одјела, све подржавају ове активности. То показује посвећеност лабораторија развоју тих технологија."

Циовати је почео да дизајнира овај акцелератор пре три године финансирањем ДОЕ-а. Овим додељеним финансијским средствима он ће демонстрирати кондукционо хлађење суперпреводне шупљине радиофреквенције (СРФ) за акцелератор у окружењу са моћним снопом електрона.

Шупљина СРФ-а убрзава електроне у снопу електрона, али за рад му је потребна екстремна хладноћа. Стандардни начин хлађења шупљине СРФ-а до суперпроводних температура је течни хелијум, али коришћење течног хелијума захтева скупу, компликовану и просторну инфраструктуру. Сва ова инфраструктура тренутно је прескупа да би акцелератори са шупљинама СРФ-а постали атрактивна опција ван лабораторијског окружења.

Међутим, недавни технолошки напредак омогућио је хлађење шупљине СРФ без употребе течног хелијума, попут повећане снаге хлађења комерцијално доступних криокоолера, који су самостални.

"Сматрали смо конвергенцију различитих технологија као прилику за примену наше технологије у директнијој друштвеној потреби", рекао је Циовати. "Управо смо видели ове делове слагалице и закључили да је вредно покушати их саставити."

За свој пројекат, под називом "Дизајн, прототип и тестирање шупљине СРФ за јефтин компактни акцелератор за примену у окружењу", Циовати ће повезати шупљину СРФ-а са комерцијално доступним криокоолером како би водио хладноћу. Ово је важан корак у дизајнирању јефтиног, ефикасног акцелератора који би индустрија могла користити за апликације за санацију животне средине. Иако је још увек далеко од изградње целог прототипа за убрзавање, ова метода хлађења у шупљини могла би омогућити производњу акцелератора са знатно јефтинијим трошковима рада.

Као и Ханнон, и Циовати се удружио с индустријом. На дизајну сарађује са Генерал Атомицс-ом, компанијом за истраживање и развој технологије, а такође је имао користи од консултација са два инжењера из некадашњег Адванцед Енерги Систем-а.

Обезбеђује Тхомас Јефферсон Натионал Аццелератор Фацилити